差錯控制和擁塞控制的方法和系統的製作方法

2023-09-22 20:23:05

專利名稱：差錯控制和擁塞控制的方法和系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及通信技術，具體涉及一種無線網際網路差錯控制和擁塞控制 的方法和系統。
背景技術：
無線網際網路，又稱為無線多跳網際網路，以無線方式實現終端設備比如
移動終端設備之間的無線多跳連接，提供類似有線網際網路(Internet)的通信 業務。同傳統的移動通信系統(如GSM、 3G)相比，無線網際網路的一個 重要特徵是能夠以無線多跳的方式實現無線通信設備之間的互連，其無線通 信設備通常既是產生和處理信息的端系統，又是轉發信息的中間系統，因此， 通常要求它們具有路由功能。
無線網際網路具有組網靈活、實施方便、抗毀能力強、頻譜再用性高等 優點，自提出以來就受到學術界、軍界和工業界的極大關注，尤其是近幾年 來，以移動自組織網絡(MANET: Mobile Ad hoc NETworks )、無線Mesh 網絡、無線傳感器網絡為代表的無線網際網路技術更成為無線通信領域的研 究和開發熱點之一。
由於無線網際網路採用無線傳輸技術，同有線通信技術相比，無線通信 的顯著特點是誤碼率高、帶寬有限，因此，差錯控制和擁塞控制是無線互聯 網絡需要解決的關鍵技術之一。在傳統網際網路中，為了保證分組的端到端可 靠傳送，避免網絡擁塞，在傳輸層通常採用端到端的差錯控制和擁塞控制策 略，已有的端到端的差錯控制和擁塞控制策略通常基於如下基本假設假設 在通信雙方之間存在或可以建立可靠的端到端的路徑，儘管這一假設在有線 網際網路中是成立的，但在無線網際網路中，這一假設並不總是成立。在無線網際網路中，由於受自然幹擾和人為因素影響，節點之間的無線鏈路會中斷而 不能保證一致存在，這使得通信雙方之間的通信路徑並不可靠，甚至並不存
在端到端的路徑。導致無線鏈路間斷的原因主要有
1) 、障礙的阻擋和電磁幹擾。
2) 、節點的移動。
3) 、為了達到某些目的，人為導致無線鏈路間斷。如在傳感器網絡中， 為了減小能量消耗，人為調度傳感器節點處於周期性的休眠狀態，這可能導 致網絡出現分區和節點之間連接中斷。
4) 、在某些場合，比如星際互if關網(IPN: InterPlaNet)，通信節點之 間根本無法建立連續的無線鏈路。
無線鏈路的間斷性對通信的直接影響是通信雙方之間可能並不存在可 靠的端到端的路徑，這使得傳統網際網路中端到端的差錯控制和擁塞控制技術 並不能直接應用於連接具有間斷特性的無線網際網路。
針對無線網際網路的無線鏈路具有周期間斷性和端到端路徑具有長延時 的特點，近兩三年來，IETF下屬的研究小組DTNRG(Delay Torrent Network Research Group)在2007年提出了 一種基於Bundle的網絡體系結構，Bundle是 疊加在傳輸層之上、應用層之下的通信協議，以任意長的消息(也稱為Bundle) 作為該層的協議數據單元(PDU: Protocol Data Unit)。 Bundle採用面向消息的 存儲轉發方式，允許消息在中間節點長時間存儲在永久存儲介質中，直到消 息被投遞到目的節點。
Bundle在網絡層仍然採用傳統路由策略，在傳輸層仍然採用傳統的差錯 控制和擁塞控制機制，因此，Bundle並不適合間斷連接的無線網際網路。另 外，Bundle允許消息在永久存儲介質上長期存儲，直到出口無線鏈路可用， 因此，它對周期性中斷的星際無線鏈路具有一定的適應能力，但由於Bundle 是專為星際網際網路設計的，工作在傳統的網絡層和傳輸層之上，且實現複雜， 對無線通信設備的處理能力和存儲能力均有很高的要求，並不適合無線連接 隨機中斷、處理能力、存儲能力和能量均受限的無線網際網路(如移動Ad hoc 網絡和傳感器網絡等)。
綜上所述，發明人發現現有技術關於擁塞控制和差錯控制方案主要針對擁有連續連接特性的網絡，並不適合鏈路連接為間斷特性的網絡，需要一 個能夠解決可能包含有具有間斷的鏈路連接特性的網絡的擁塞控制和差錯 控制方案。

發明內容
本發明實施例提供 一 種差錯控制和擁塞控制的方法和系統，有效的解決 了網絡比如無線網際網路的差錯控制和擁塞控制。
本發明實施例提供一種差錯控制包括檢測到報文錯誤，判斷通信連續是 否連續，根據通信鏈路是否連續的判斷結果採用不同的差錯控制機制。
本發明實施例提供一種擁塞控制方法包括檢測到通信鏈路擁塞，判斷通 信連續是否連續，根據通信鏈路是否連續的判斷結果採用不同的擁塞控制機 制。
本發明實施例提供一種差錯控制系統，包括報文檢測模塊，用來檢測 報文是否錯誤，可選的向通信鏈路判斷模塊發送報文錯誤信息；通信鏈路判 斷模塊，用來接收來自報文檢測模塊的報文錯誤信息，判斷通信鏈路是否連 續；差錯控制決策模塊，用來接收來自通信鏈路判斷模塊的判斷結果，並且 根據通信鏈路判斷模塊的判斷結果，決策差錯控制機制；差錯控制模塊，用 來接收來自差錯控制決策模塊的控制指示，並根據差錯控制決策模塊的控制 指示，進行相應的差錯控制。
本發明實施例提供的一種擁塞控制系統，包括擁塞檢測模塊，用來檢測 通信鏈路是否擁塞，可選的向通信鏈路判斷模塊發送鏈路擁塞信息；通信鏈路 判斷模塊，用來接收來自擁塞檢測模塊的鏈路擁塞信息，判斷通信鏈路是否連 續；擁塞控制決策模塊，用來接收來自通信鏈路判斷模塊的判斷結果，並且根 據來自通信鏈路判斷模塊的判斷結果，決策擁塞控制機制；擁塞控制模塊，用 來接收來自擁塞控制決策模塊的控制指示，並根據擁塞控制決策模塊的控制指 示，進行相應的擁塞控制機制。本發明實施例通過分析網絡通信鏈路的連接特性，根據網絡通信鏈路的 連接特性進行相應的差錯控制和擁塞控制機制，能夠更加有效的解決網絡比 如無線網際網路的差錯控制和擁塞控制問題。


圖1為具有間斷連接特性的無線網際網路示意圖2為差錯控制方法實施例流程圖3為逐跳差錯控制方法實施例示意圖4為多跳差錯控制方法實施例示意圖5為擁塞控制方法實施例流程圖6為差錯控制系統實施例結構圖7為擁塞控制系統實施例結構圖8為多跳擁塞控制方法實施例示意圖9為逐跳擁塞控制方法實施例示意圖。
具體實施例方式
本發明實施例提供了 一種新的網絡差錯控制和擁塞控制系統與方法，可 以有效解決網絡例如無線網際網路的差錯控制和擁塞控制問題。 下面結合附圖及具體實施例對本發明進行詳細說明。
連接特性的網絡，比如無線網際網路。下面以無線網際網路為例進行介紹不 對本發明構成限制。
圖1為具有間斷連接特性的無線網際網路示意圖。整個通信網絡由筆記本 電腦、基站、機載通信平臺(比如飛機、飛艇等)、通信衛星和掌上電腦(PDA， Personal Digital Assistant)組成。筆記本電腦和基站之間可以建立連續無線 鏈路，通信衛星和PDA之間也可以存在連續無線鏈路，但機載通信平臺的無線電信號可能會出現不能在同一時間同時覆蓋基站和通信衛星情況，因 此，基站和機載通信平臺之間、機載通信平臺和通信衛星之間就可能存在間 斷無線鏈路。當然，當機載通信平臺和基站靠近時，兩者之間也可以存在連
續的無線鏈路；當機載通信平臺處於衛星的可視範圍時，兩者之間也可以存 在連續的無線鏈路。無線鏈路的間斷性對通信的直接影響是通信雙方之間可 能並不存在端到端的路徑，如圖l所示，由於基站和機載通信平臺之間、機 載通信平臺和通信衛星之間的無線鏈路是間斷的，那麼，筆記本電腦和PDA 之間就不能建立一個連續的端到端的鏈路。
為了方便理解間斷鏈路和連續鏈路，可以以"接觸(CT: Contact)" 這一概念作為舉例。所謂接觸可以為網絡中兩個節點之間可以直接通信的機 會。兩個節點之間的一次接觸可以用一個五元組來描述，即CT"S，i ，7;，7;，C), 其中S表示鏈路的源端，R表述鏈路的目的端，Ts、 Te分別表示接觸的開 始時間和結束時間，C表示在一次接觸中，S到R的平均^:據發送速率。如 果在任意時刻這兩節點之間均可實現直接通信，或間斷時間不超過數據會話 協議的連接間斷最大容許時間(一般為2分鐘)，這兩個節點之間就存在連 續接觸，或稱這兩個節點之間的通信鏈路是連續的；否則，我們稱兩節點之 間的通信鏈路是間斷的或者說是不連續的。進一步，我們可以將存在間斷無 線鏈路的無線網際網路稱為間斷連接無線網際網路。當然以上對於間斷鏈路 和連續鏈路的舉例不對本發明構成限定，本領域普通技術人員其他類似的解 釋也屬於本發明所保護的範圍。
為了方便理解本發明各實施例，對於單跳控制、多跳控制和端到端控制
給出如下舉例解釋。單跳(Single-hop)控制指網絡中的控制功能直接由通信
雙方來完成，且通信雙方直接通信，不需要中間節點的轉發。多跳(Multi-hop)
控制指網絡中的控制功能需要通過中間節點參與才能完成。端到端
(End-to-End)控制指網絡中的控制功能由源節點和(或)目的節點共同或單獨
完成，不需要中間節點的參與的一種控制方式。
實施例一描述了 一種差錯控制的方法。
下面結合圖2來闡述實施例一中的差錯控制的方法。
13方框201為檢測報文錯誤的處理。本實施例可以採用循環冗餘校驗或 報文段重傳定時器超時等技術來檢測報文差錯。
方框202為判斷通信鏈路是否連續的處理。
根據通信鏈路是否連續的處理結果，採用不同的差錯控制方法，比如， 如果鏈路是連續的，可以採用端到端的差錯控制或者逐跳的差錯控制；如果 鏈路是不連續的，可以採用多跳差錯控制，或者也可以採用逐跳的差錯控制。
優選的方案為進一步根據通信鏈路誤碼率進行更加精細的差錯控制。
方框203和方框204為判斷誤碼率是否低於門限值的處理。
方框205為如果鏈路是連續的，而且若誤碼率低於門限值，則採用端 到端的差錯控制方法。
方框206為無論鏈路是連續還是不連續的，如果誤碼率不低於門限值， 則採用逐跳的差錯控制方法。
方框207為如果鏈路是不連續的，而且若誤碼率低於門限值，則採用 多跳的差錯控制方法。
本領域技術人員可以理解圖2隻是一個優選實施例的示意圖，圖2中的 處理環節並不一定是實施本發明所必須的。而且方框203和方框204中的判 斷條件可以不限於圖2的舉例，比如條件改為"判斷誤碼率是否低於或者等 於門限值'，，其他處理步驟相應修改，類似的變化都是屬於本發明保護範圍。
下面結合圖3和圖4來舉例解釋逐跳和多跳的差錯控制方法。
在圖3中，節點1和節點6構成通信雙方，節點l是源節點，節點6是 目的節點。其中節點1與節點2、節點2與節點3、節點4與節點5、節點5 與節點6之間的鏈路為誤碼率較低且連續的無線鏈路，而節點3與節點4的 鏈路是誤碼率較高的無線鏈路。
在圖3所示的情況下差錯控制方法如下當節點4檢測到差錯，則節點 4向節點3發送一個否定的確認，節點3收到該否定確定以後，就向節點4 重傳差錯報文，達到糾錯目的。在鏈路誤碼率高的情況下採用逐跳的差錯控 制策略，可以將重傳限制在差錯鏈路，避免在其他鏈路進行不必要的重傳，從而節省無線鏈路資源，減小差錯恢復的時間。
進一步，我們結合圖4說明當存在間斷的無線鏈路時的差錯控制方法。
在圖4中，節點1和節點6構成通信雙方，節點l是源節點，節點6是目的 節點。其中節點1與節點2、節點2與節點3、節點4與節點5、節點5與 節點6之間的鏈路為誤碼率較低且連續的無線鏈路，而節點3與節點4的鏈 路是間斷的。
在圖4所示的情況下差錯控制方法如下當節點3檢測到差錯，則節點 3向源節點發送一個否定的確認，收到該否定確認以後，源節點就向節點3 重傳差錯報文，達到糾錯目的。採用上述多跳差錯控制機制的原因是當節點 3和節點4之間的鏈路斷續時，由節點6發回的端到端的確認(ACK)不能及 時返回節點l，通過上述多跳差錯控制機制，可以及時對差錯進行恢復，並 由節點3在鏈路連續時間及時將重傳的數據分組轉發出去。當然，節點3也 可以採用逐跳的差錯控制機制，或者也可以進一步根據節點3與節點4的誤 碼率情況來判斷採用逐跳的差錯控制機制還是採用多跳的差錯控制機制。
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進一步的可以結合鏈路特性和誤碼率特性進行不同的差錯控制，能夠將重傳
限制在差錯鏈路，避免在其他鏈路進行不必要的重傳，從而節省無線鏈路資
源，減小差錯恢復的時間；或者能夠及時對差錯進行恢復，儘快重傳數據。
實施例二描述了 一種擁塞控制的方法。
下面結合圖5來闡述實施例一中的擁塞控制的方法。
方框501為糹企測通訊鏈路擁塞的處理。
方框502為判斷通信鏈路是否連續的處理。
根據通信鏈路是否連續的處理結果，採用不同的擁塞控制方法，比如， 當鏈路是連續的，可以採用端到端的擁塞控制或者逐跳的擁塞控制；當鏈路 是不連續的，可以採用多跳擁塞控制，或者也可以採用逐跳的擁塞控制。
優選的方案為進 一 步根據單位時間內鏈路帶寬變化量的情況進行更加 精細的擁塞控制。單位時間內鏈路帶寬變化量是否高於門限 值的處理。
方框505為如果鏈路是連續的，而且若單位時間內鏈路帶寬變化量不 高於門限值，則採用端到端的差錯控制方法。
方框506為無論鏈路是連續還是不連續的，如果若單位時間內鏈路帶 寬變化量高於門限值，則採用逐跳的差錯控制方法。
方框507為如果鏈路是不連續的，而且若單位時間內鏈路帶寬變化量 不高於門限值，則採用多跳的差錯控制方法。
本領域技術人員可以理解圖5隻是一個優選實施例的示意圖，圖5中的 處理環節並不一定是實施本發明所必須的。而且方框503和方框504中的判 斷條件可以不限於圖5的舉例，比如條件改為"判斷單位時間內鏈路帶寬變 化量是否高於或者等於門限值"，其他處理步驟相應修改，類似的變化都是 屬於本發明保護範圍。
本實施例擁塞檢測方法可以通過如下方法來檢測
formula see original document page 16發生擁塞 Else
沒有擁塞
該檢測方法可以簡述為如果隊列的平均佔用率大於隊列的平均佔用率
門限，或者如果MAC層數據分組的平均服務時間大於MAC層數據分組的 平均服務時間門限，或者MAC層分組的平均碰撞概率大於MAC層分組的 平均碰撞概率門限，則鏈路發生擁塞，否則鏈路沒有發生擁塞。當然上述檢 測方法的判斷條件也可以變化，比如"如果隊列的平均佔用率大於隊列的平 均佔用率門限"可以改為"如果隊列的平均佔用率大於或者等於隊列的平均 佔用率門限"，類似的變化都屬於本發明的保護範圍。
在上述方法中，S為隊列的平均佔用率，Sth為隊列的平均佔用率門限， 計算S的方法如下按式&,".^+(l-").U十算S， Snew為待計算的隊列
16的平均佔用率，S。uj為先前計算得到的隊列平均佔用率，此處"先前"可以 指前一次計算的隊列平均佔用率，也可以指先前任何一次計算的隊列平均佔 用率，Stemp為隊列的瞬時佔用率，每隔一定的時間t，對隊列的佔用率進行統計，並將統計值賦值給Stemp, a為隊列佔用率的平滑因子在上述方法中，T為MAC層數據分組的平均服務時間，即從MAC層 接收到數據分組到該數據分組被成功發送的平均時間。Tth為MAC層數據分 組的平均服務時間的門限，計算T的方法如下按式7_=/ .7^+(1-灼.T鄉計算T，其中，Tnew為待計算的MAC層數據分組的平均服務時間，T。w為先前 計算得到的MAC層數據分組的平均服務時間，此處"先前"可以指前一次 計算的MAC層數據分組的平均服務時間，也可以指先前任何一次計算的 MAC層數據分組的平均服務時間，T她p為MAC層給定數據分組的服務時 間，MAC層每成功發送一個數據分組，計算它的服務時間為Ttemp， /3為隊 列佔用率的平滑因子。在上述方法中，P為MAC層分組的平均碰撞概率，Pth為MAC層分組 的平均碰撞概率門限，計算P的方法如下按公式屍_ =義.^+(1-r).S， 計 算P,其中P。ew為待計算的MAC層分組的平均碰撞概率，P。w為先前計算得 到的MAC層分組的平均碰撞概率，此處"先前，，可以指前一次計算的MAC 層分組的平均碰撞概率，也可以指先前任何一次計算的MAC層分組的平均 碰撞概率，Ptemp為MAC層分組碰撞概率的樣本值，每隔一定的時間t，統 計時間t內發送分組的碰撞概率，即用碰撞次數除以總的發送次數，並將統計值賦值給Ptemp, 7為分組碰撞概率的平滑因子。下面結合圖8和圖9進行舉例解釋逐跳和多跳的擁塞控制方法。 如圖8所示，節點1和節點6構成通信雙方，節點l是源節點，節點6 是目的節點。其中節點1與節點2、節點2與節點3、節點4與節點5、節 點5與節點6之間的鏈路為連續並且帶寬在單位時間內變化量低於門限值的 鏈路，而節點3與節點4的鏈路是間斷的鏈路比如間斷的無線鏈路。多跳的擁塞控制方法如下當節點3檢測到向下遊節點比如節點4發送業務發生擁 塞時，並且節點3與節點4的鏈路的帶寬在單位時間內變化低於門限值，則 節點3向源節點發送擁塞指示消息，源節點收到擁塞指示消息以後，減少數 據發送速率，達到減少擁塞的目的。如圖9所示，節點1和節點6構成通信雙方，節點l是源節點，節點6 是目的節點。節點1與節點2、節點2與節點3之間的鏈路是單位時間鏈路 帶寬變化量高於門限值的鏈路或者無線鏈路，節點3與節點4為間斷的鏈路 比如間斷的無線鏈路，節點4與節點5、節點5與節點6之間的鏈路是連續 並且單位時間內帶寬變化量低於門限值的鏈路。逐跳的擁塞控制方法如下 當節點3檢測到向下遊節點比如節點4發送業務發生擁塞，並且鏈路的帶寬 在單位時間內變化超過了門限值，則節點3向節點2發送擁塞指示消息，節 點2收到擁塞指示消息後，減小數據轉發速率；如果節點2因降低數據轉發 速率而出現擁塞，則節點2進一步向節點1 (即源節點)發送擁塞指示消息， 節點1收到擁塞指示消息後，減小數據轉發速率，最終達到減少擁塞的目的。逐跳的擁塞控制策略的擁塞響應時間短，可以迅速消除瓶頸鏈路的擁 塞；多跳的擁塞控制策略通過直接減小源節點的發送速率來減緩擁塞，不會 導致上遊節點的擁塞。實施例三提供了 一種差錯控制的系統。本領域技術人員可以理解該系統可以為多個裝置組成的系統，也可以為 單獨一個裝置構成。構成該擁塞系統的裝置可以為移動終端、固定終端、 PDA、基站等。實施例三提供的差錯控制系統，參考圖6，包括報文檢測模塊601,用來 檢測報文是否錯誤，可選的向通信鏈路判斷模塊發送報文錯誤信息；通信鏈路 判斷模塊602,用來接收來自報文檢測模塊的報文錯誤信息，判斷通信鏈路是 否連續；差錯控制決策模塊603，用來接收來自通信鏈路判斷模塊的判斷結果， 並且根據通信鏈路判斷模塊的判斷結果，決策差錯控制機制；差錯控制模塊604,用來接收來自差錯控制決策模塊的控制指示，並根據差錯控制決策模塊的 控制指示，進行相應的差錯控制。優選的，差錯控制模塊包括端到端的差錯控制模塊606、逐跳的差錯控制 模塊607和多跳的差錯控制模塊608。差錯控制決策模塊根據通信鏈路判斷模 塊的判斷結果，決策差錯控制機制具體為如果通信鏈路連續，則向端到端的 差錯控制模塊或者向逐跳的差錯控制模塊發送控制指示；如果通信鏈路是不連 續，則向多跳的差錯控制模塊或者向逐跳的差錯控制模塊發送控制指示；端到 端差錯控制模塊或逐跳的差錯控制模塊或多跳的差錯控制模塊根據控制指示進 行差錯控制。優選的，該實施例還包括誤碼率判斷模塊605,用於判斷通信鏈路誤碼率； 則差錯控制決策模塊進一步用來接收來自通信鏈路判斷模塊的判斷結果和來自 誤碼率判斷模塊的通信鏈路誤碼率的判斷結果，並根據來自通信鏈路判斷模塊 的判斷結果和通信鏈路誤碼率的判斷結果，決策差錯控制機制。優選的，差錯 控制模塊包括端到端的差錯控制模塊、逐跳的差錯控制模塊和多跳的差錯控制 模塊；其中差錯控制決策模塊根據通信鏈路判斷模塊的判斷結果和通信鏈路誤 碼率的判斷結果，決策差錯控制機制具體為如果鏈路是連續的，而且若誤碼 率低於門限值，向端到端的差錯控制模塊發送控制指示；如果誤碼率不低於門 限值，向逐跳的差錯控制模塊發送控制指示；如果鏈路是不連續的，而且若誤 碼率低於門限值，向多跳的差錯控制模塊發送控制指示。端到端的差錯控制模 塊或逐跳的差錯控制模塊或多跳的差錯控制模塊根據控制指示進行差錯控制。 當然差錯控制決策模塊對於誤碼率和門限值的比較判斷條件可以有多種條件， 本實施例不——進行舉例。該實施例中的"接收，， 一詞可以理解為主動從其他才莫塊獲取也可以是接 收其他模塊發送來的信息。上述的模塊可以分布於一個裝置，也可以分布於 多個裝置。上述模塊可以合併為一個模塊，也可以進一步拆分成多個子模塊。本領域技術人員可以理解圖6隻是一個優選實施例的示意圖，圖6中的模塊並不 一 定是實施本發明所必須的。實施例四提供了 一種擁塞控制的系統可以理解為該系統可以為多個裝置組成的系統，也可以為單獨一個裝置構成。構成該擁塞系統的裝置可以為移動終端、固定終端、PDA、基站等。實施例四提供的一種擁塞控制系統，參考圖7，包括擁塞檢測模塊701， 用來檢測通信鏈路是否擁塞，可選的向通信鏈路判斷模塊發送鏈路擁塞信息； 通信鏈路判斷模塊702，用來接收來自擁塞檢測模塊的鏈路擁塞信息，判斷通 信鏈路是否連續；擁塞控制決策模塊703，用來接收來自通信鏈路判斷模塊的 判斷結果，並且根據來自通信鏈路判斷模塊的判斷結果，決策擁塞控制機制； 擁塞控制模塊704,用來接收來自擁塞控制決策模塊的控制指示，並根據擁塞 控制決策模塊的控制指示，進行相應的擁塞控制。優選的，擁塞控制模塊包括端到端的擁塞控制模塊706、逐跳的擁塞控制 模塊707和多跳的擁塞控制模塊708;其中擁塞控制決策模塊根據通信鏈路判 斷模塊的判斷結果，決策擁塞控制機制具體為如果通信鏈路連續，則向端到 端的擁塞控制模塊或者向逐跳的擁塞控制模塊發送控制指示；如果通信鏈路是 不連續，則向多跳的擁塞控制模塊或者向逐跳的擁塞控制模塊發送控制指示； 端到端擁塞控制模塊或逐跳的擁塞控制模塊或多跳的擁塞控制模塊根據控制指 示進行擁塞控制。優選的，鏈路帶寬判斷模塊705，用於判斷單位時間內鏈路帶寬的變化量； 擁塞控制決策模塊，用來接收來自通信鏈路判斷模塊的判斷結果和鏈路帶寬判 斷模塊的判斷結果，並根據通信鏈路判斷模塊的判斷結果和鏈路帶寬判斷模塊 的判斷結果，決策擁塞控制機制優選的，擁塞控制模塊包括端到端的擁塞控 制模塊、逐跳的擁塞控制模塊和多跳的擁塞控制模塊；其中擁塞控制決策模塊 根據通信鏈路判斷模塊的判斷結果和鏈路帶寬判斷模塊的判斷結果，決策擁塞 控制機制具體為如果鏈路是連續的，而且若單位時間內鏈路帶寬變化量不高 於門限值，向端到端的擁塞控制模塊發送控制指示；如果單位時間內鏈路帶寬變化量高於門限值，向逐跳的擁塞控制模塊發送控制指示；如果鏈路是不連續的，而且若單位時間內鏈路帶寬變化量不高於門限值，向多跳的擁塞控制模塊 發送控制指示。端到端的擁塞控制模塊或逐跳的擁塞控制模塊或多跳的擁塞控 制模塊根據控制指示進行擁塞控制。當然擁塞控制決策模塊對於單位時間內鏈 路帶寬變化量和門限值的比較判斷條件可以有多種條件，本實施例不——進行 舉例。優選的，擁塞檢測模塊包括隊列檢測模塊709:用來根據隊列的平均佔用率來檢測通信鏈路是否擁塞； 例如如果隊列的平均佔用率大於隊列的平均佔用率門限，則判斷鏈路發生擁塞， 否則判斷鏈路沒有發生擁塞。當然隊列的平均佔用率與隊列的平均佔用率門限 的比較判斷條件可以有多種條件，本實施例不——進行舉例。進一步的可以包 括隊列平均佔用率計算模塊712，用於根據下述算法計算隊列的平均佔用率其中，snew為待計算的隊列的平均佔用率，s。ld為先前計算得到的隊列平均佔用率，此處"先前，，可以指前一次計算的隊列平均佔用率，也可以指先前任何一次計算的隊列平均佔用率，Stemp為隊列的瞬時佔用率，每隔一定的時間t，對隊列的佔用率進行統計，並將統計值賦值給Stemp, a為隊列佔用率的平滑因子。 或者平均服務時間檢測模塊710:用來根據MAC層數據分組的平均服務時間來 檢測通信鏈路是否擁塞；例如如果MAC層數據分組的平均服務時間大於MAC 層數據分組的平均服務時間門限，則判斷鏈路發生擁塞，否則判斷鏈路沒有發時組的平均服務時間其中，Tn^為待計算的MAC層數據分組的平均服務時間，T。w為先前計算 得到的MAC層數據分組的平均服務時間，此處"先前"可以指前一次計算的 MAC層數據分組的平均服務時間，也可以指先前任何一次計算的MAC層數據 分組的平均服務時間，Ttemp為MAC層給定數據分組的服務時間，MAC層每成 功發送一個數據分組，計算它的服務時間為Ttemp， /3為隊列佔用率的平滑因子。平均碰撞概率檢測模塊711:用來根據MAC層分組的平均碰撞概率來 衝全測通信鏈^各是否擁塞；例如如果MAC層分組的平均碰撞概率大於MAC 層分組的平均碰撞概率門限，則判斷鏈路發生擁塞，否則判斷鏈路沒有發生 擁塞。當然MAC層分組的平均碰撞概率與MAC層分組的平均碰撞概率門 限的比較判斷條件可以有多種條件，本實施例不——進行舉例。進一步的可以包括平均碰撞概率計算模塊714，用於根據下述算法計算 MAC層分組的平均石並撞概率屍腳-義.屍oW+(l一".屍te呵Pnevv為待計算的MAC層分組的平均碰撞概率，P。w為先前計算得到的MAC層分組的平均碰撞概率，此處"先前"可以指前一次計算的MAC層分組的平 均碰撞概率，也可以指先前任何一次計算的MAC層分組的平均碰撞概率，Ptemp 為MAC層分組碰撞概率的樣本值，每隔一定的時間t,統計時間t內發送分組 的碰撞概率，即用碰撞次數除以總的發送次數，並將統計值賦值給Ptemp， 7為 分組碰撞概率的平滑因子。該實施例中的"接收，， 一詞可以理解為主動從其他模塊獲取也可以是接 收其他模塊發送來的信息。上述的模塊可以分布於一個裝置，也可以分布於 多個裝置。上述模塊可以合併為一個模塊，也可以進一步拆分成多個子模塊。本領域技術人員可以理解圖7隻是一個優選實施例的示意圖，圖7中的模塊並不一定是實施本發明所必須的。上述本發明實施例序號僅僅為了描述，不代表實施例的優劣。 權利要求的內容記載的方案也是本發明實施例的保護範圍。 本領域普通技術人員可以理解上述實施例方法中的全部或部分處理是可以通過程序來指令相關的硬體完成，所述的程序可以存儲於 一種計算機可讀存儲介質中。以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並非用於限定本發明的保護範 圍。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等， 均應包含在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1、一種差錯控制方法，其特徵在於，該方法包括檢測到報文錯誤，判斷通信鏈路是否連續，根據通信鏈路是否連續的判斷結果採用不同的差錯控制機制。
2、 如權利要求l所述的方法，其特徵在於，所述根據通信鏈路是否連續的判斷結果採用不同的差錯控制機制具體為 如果通信鏈路連續，採用端到端的差錯控制或者逐跳的差錯控制； 如果通信鏈路是不連續，釆用多跳差錯控制或者採用逐跳的差錯控制。
3、 如權利要求l所述的方法，其特徵在於，該方法進一步包括判斷通信鏈路誤碼率，根據通信鏈路是否連續的判斷結果和通信鏈路誤碼 率的判斷結果採用不同的差錯控制機制。
4、 如權利要求3所述的方法，其特徵在於，所述根據通信鏈路是否連續的判斷結果和通信鏈路誤碼率的判斷結果採用 不同的差錯控制機制具體為如果鏈路是連續的，而且若誤碼率低於門限值，採用端到端的差錯控制方法；如果誤碼率不低於門限值，採用逐跳的差錯控制； 如果鏈路是不連續的，而且若誤碼率低於門限值，採用多跳的差錯控制。
5、 一種擁塞控制方法，其特徵在於，該方法包括檢測到通信鏈路擁塞，判斷通信鏈路是否連續，根據通信鏈路是否連續的判斷結果採用不同的擁塞控制機制。
6、 如權利要求5所述的方法，其特徵在於，所述根據通信鏈路是否連續的判斷結果採用不同的擁塞控制機制具體為 如果通信鏈路連續，採用端到端的擁塞控制或者逐跳的擁塞控制； 如果通信鏈路是不連續，採用多跳擁塞控制或者採用逐跳的擁塞控制。
7、 如權利要求5所述的方法，其特徵在於，該方法進一步包括判斷單位時間內鏈路帶寬變化量，根據通信鏈路是否連續的判斷結果和單 位時間內鏈路帶寬變化量的判斷結果採用不同的擁塞控制機制。
8、 如權利要求7所述的方法，其特徵在於，所述根據通信鏈路是否連續的判斷結果和單位時間內鏈路帶寬變化量的判 斷結果採用不同的擁塞控制機制具體為如果鏈路是連續的，而且若單位時間內鏈路帶寬變化量不高於門限值，採 用端到端的擁塞控制方法；如果單位時間內鏈路帶寬變化量高於門卩艮值，採用逐跳的擁塞控制；如果鏈路是不連續的，而且單位時間內鏈路帶寬變化量不高於門限值，採 用多跳的擁塞控制。
9、 如權利要求5到8任一項所述的方法，其特徵在於， 檢測通信鏈路擁塞的方法為根據隊列的平均佔用率或者根據MAC層數據分組的平均服務時間或者根 據MAC層分組的平均碰撞概率進行檢測通信鏈路擁塞。
10、 如權利要求9所述的方法，其特徵在於，所述^f企測通信鏈路擁塞的方法具體為如果隊列的平均佔用率大於隊列的平均佔用率門限，或者如果MAC層數 據分組的平均服務時間大於MAC層數據分組的平均服務時間門限，或者如果 MAC層分組的平均碰撞概率大於MAC層分組的平均碰撞概率門限，則鏈路發 生擁塞，否則鏈路沒有發生擁塞。
11、 如權利要求IO所述的方法，其特徵在於， 所述隊列的平均佔用率的計算方法為其中，snew為待計算的隊列的平均佔用率，s。ld為先前計算得到的隊列平均佔用率，St，為隊列的瞬時佔用率，每隔一定的時間t，對隊列的佔用率進 行統計，並將統計值賦值給Stemp, ce為隊列佔用率的平滑因子。
12、 如權利要求IO所述的方法，其特徵在於，MAC層數據分組的平均服務時間為從MAC層接收到數據分組到該數據分 組-陂成功發送的平均時間；MAC層數據分組的平均服務時間為其中，Tnew為待計算的MAC層數據分組的平均服務時間，T。w為先前計算 得到的MAC層數據分組的平均服務時間，Ttemp為MAC層給定數據分組的服 務時間，MAC層每成功發送一個數據分組，計算它的服務時間為Ttemp, /5為隊 列佔用率的平滑因子。
13、如權利要求IO所述的方法，其特徵在於,MAC層分組的平均碰撞概率的計算方法為P麗為待計算的MAC層分組的平均碰撞概率，P。w為先前計算得到的MAC 層分組的平均碰撞概率，Ptemp為MAC層分組碰撞概率的樣本值，每隔一定的 時間t,統計時間t內發送分組的碰撞概率，即用碰撞次數除以總的發送次數， 並將統計值賦值給Ptemp, 7為分組碰撞概率的平滑因子。
14、 一種差錯控制系統，其特徵在於，包括 報文檢測模塊，用來檢測報文是否錯誤；通信鏈路判斷模塊，用來接收來自報文檢測模塊的報文錯誤信息，判斷通 信鏈路是否連續；差錯控制決策模塊，用來接收來自通信鏈路判斷模塊的判斷結果，並且根 據通信鏈路判斷模塊的判斷結果，決策差錯控制機制；差錯控制模塊，用來接收來自差錯控制決策模塊的控制指示，並根據差錯 控制決策^^莫塊的控制指示，進行相應的差錯控制。
15、 如權利要求14所述的差錯控制系統，其特徵在於， 差錯控制模塊包括端到端的差錯控制模塊、逐跳的差錯控制模塊和多跳的差錯控制模塊；所述差錯控制決策模塊根據通信鏈路判斷模塊的判斷結果，決策差錯控制 機制具體為如果通信鏈路連續，則向端到端的差錯控制模塊或者向逐跳的差錯控制模 塊發送控制指示；如果通信鏈路是不連續，則向多跳的差錯控制模塊或者向逐跳的差錯控制模塊發送控制指示；端到端差錯控制模塊或逐跳的差錯控制模塊或多跳的差錯控制模塊根據控 制指示進行差錯控制。
16、 如權利要求14所述的差錯控制系統，其特徵在於，包括 誤碼率判斷模塊，用於判斷通信鏈路誤碼率；差錯控制決策模塊，用來接收來自通信鏈路判斷模塊的判斷結果和來自誤 碼率判斷模塊的通信鏈路誤碼率的判斷結果，並根據來自通信鏈路判斷模塊的 判斷結果和通信鏈路誤碼率的判斷結果，決策差錯控制機制。
17、 如權利要求16所述的差錯控制系統，其特徵在於，包括 差錯控制模塊包括端到端的差錯控制模塊、逐跳的差錯控制模塊和多跳的差錯控制模塊；所述差錯控制決策模塊根據通信鏈路判斷模塊的判斷結果和通信鏈路誤碼 率的判斷結果，決策差錯控制機制具體為如果鏈路是連續的，而且若誤碼率低於門限值，向端到端的差錯控制模塊 發送控制指示；如果誤碼率不低於門限值，向逐跳的差錯控制模塊發送控制指示； 如果鏈路是不連續的，而且若誤碼率低於門限值，向多跳的差錯控制模塊 發送控制指示；端到端的差錯控制模塊或逐跳的差錯控制模塊或多跳的差錯控制模塊根據 控制指示進行差錯控制。
18、 一種擁塞控制系統，其特徵在於，包括 擁塞檢測模塊，用來檢測通信鏈路是否擁塞；通信鏈路判斷模塊，用來接收來自擁塞檢測模塊的鏈路擁塞信息，判斷通信鏈路是否連續；擁塞控制決策模塊，用來接收來自通信鏈路判斷模塊的判斷結果，並且根據來自通信鏈路判斷模塊的判斷結果，決策擁塞控制機制；擁塞控制模塊，用來接收來自擁塞控制決策模塊的控制指示，並根據擁塞 控制決策模塊的控制指示，進行相應的擁塞控制機制。
19、 如權利要求18所述的擁塞控制系統，其特徵在於， 擁塞控制模塊包括端到端的擁塞控制模塊、逐跳的擁塞控制模塊和多跳的擁塞控制模塊；所述擁塞控制決策模塊根據通信鏈路判斷模塊的判斷結果，決策擁塞控制 機制具體為如果通信鏈路連續，則向端到端的擁塞控制模塊或者向逐跳的擁塞控制模 塊發送控制指示；如果通信鏈路是不連續，則向多跳的擁塞控制模塊或者向逐跳的擁塞控制 模塊發送控制指示；端到端擁塞控制模塊或逐跳的擁塞控制模塊或多跳的擁塞控制模塊根據控 制指示進行擁塞控制。
20、 如權利要求18所述的擁塞控制系統，其特徵在於，包括 鏈路帶寬判斷模塊，用於判斷單位時間內鏈路帶寬的變化量；擁塞控制決策模塊，用來接收來自通信鏈路判斷模塊的判斷結果和鏈路帶 寬判斷模塊的判斷結果，並根據通信鏈路判斷模塊的判斷結果和鏈路帶寬判斷 模塊的判斷結果，決策擁塞控制機制
21、 如權利要求20所述的擁塞控制系統，其特徵在於，包括擁塞控制模塊包括端到端的擁塞控制模塊、逐跳的擁塞控制模塊和多跳的 擁塞控制模塊；所述擁塞控制決策模塊根據通信鏈路判斷模塊的判斷結果和鏈路帶寬判斷模塊的判斷結果，決策擁塞控制機制具體為如果鏈路是連續的，而且若單位時間內鏈路帶寬變化量不高於門限值，向端到端的擁塞控制模塊發送控制指示；如果單位時間內鏈路帶寬變化量高於門限值，向逐跳的擁塞控制模塊發送 控制指示；如果鏈路是不連續的，而且若單位時間內鏈路帶寬變化量不高於門限值， 向多跳的擁塞控制模塊發送控制指示；端到端的擁塞控制模塊或逐跳的擁塞控制模塊或多跳的擁塞控制模塊根據 控制指示進行擁塞控制。
22、如權利要求18至21任一項所述的擁塞控制系統，其特徵在於，擁塞 檢測模塊包括隊列檢測模塊用來根據隊列的平均佔用率來檢測通信鏈路是否擁塞； 或者平均服務時間檢測模塊用來根據MAC層數據分組的平均服務時間來檢 測通信鏈路是否擁塞；平均碰撞概率檢測模塊用來根據MAC層分組的平均碰撞概率來檢測通 信鏈路是否擁塞。
全文摘要
本發明公開了一種差錯控制和擁塞控制方法和系統，差錯控制方法包括檢測到報文錯誤，判斷通信鏈路是否連續，根據通信鏈路是否連續的判斷結果採用不同的差錯控制機制。擁塞控制方法包括檢測到通信鏈路擁塞，判斷通信連續是否連續，根據通信鏈路是否連續的判斷結果採用不同的擁塞控制機制。差錯控制系統包括報文檢測模塊，通信鏈路判斷模塊，差錯控制決策模塊和差錯控制模塊。擁塞控制系統包括擁塞檢測模塊，通信鏈路判斷模塊，擁塞控制決策模塊，擁塞控制模塊。有效的解決了網絡比如無線網際網路的差錯控制和擁塞控制。
文檔編號H04L1/00GK101521557SQ20081006549
公開日2009年9月2日 申請日期2008年2月29日 優先權日2008年2月29日
發明者劉佔軍, 莊宏成, 雲 李 申請人:華為技術有限公司;重慶郵電大學